В июне 1580 г. Стефан Баторий начал новую кампанию. Теперь он рассчитывал взять город Великие Луки, где обычно русские полки собирались перед походом на Речь Посполитую. Царь всячески пытался склонить Батория к миру. Польский король готов был пойти на уступки лишь в том случае, если «московий» добровольно откажется от всей Ливонии. Грозный не мог согласиться на это, и война продолжилась. В ночь с 5 на 6 сентября польские войска взяли Великие Луки и устроили в городе настоящую резню, не жалея ни женщин, ни детей. 27 января 1581 г. Иван IV вновь направил к Стефану Баторию послов с мирными предложениями, соглашаясь в обмен на Великие Луки уступить ряд городов в Ливонии.
Война требовала все новых и новых затрат. Между тем страна была истощена, ресурсы – на исходе. В самом тяжелом положении оказались новгородские земли. Иван IV не мог предположить, как отзовется опричный разгром Новгорода на внешнеполитическом положении государства и в ходе Ливонской войны. Эпидемии, голод опустошали земли, некому становилось платить подати. Цены на хлеб в 70-е гг. XVI в. сильно поднялись.
Грозный пытался спасти положение с помощью дипломатии. Его посланник убедил папу римского Григория XIII, что Россия готова исполнить давнюю мечту католиков – вступить в коалицию христианских держав против Османской империи. Для осуществления этой цели необходим лишь мир между Россией и Польшей. Папа, поверив царю, отправил в далекую Московию своего представителя – Антонио Поссевино, чтобы тот помог примирению двух государств.
Тем временем в июле 1581 г. Баторий начал новый поход, решив овладеть Псковом.
Оборону города возглавил князь Иван Петрович Шуйский.
7 сентября начался артиллерийский обстрел крепости. Однако осаждавшие не сумели прорваться в город. Тогда Баторий распорядился сделать минные подкопы. Но горожане разгадали этот план и почти все подкопы взорвали, остальные же обвалились сами. Русские крестьяне из окрестных сел, несмотря на осаду, умудрялись доставлять в город продовольствие. В лагере польского короля постепенно воцарялись уныние и неверие в успех. Не хватало денег, продовольствия, начались болезни. В довершение всего 4 октября выпал снег и начались морозы. Баторий понес очень чувствительные потери: около 7 тыс. погибших и попавших в плен.
28 октября Стефан Баторий предпринял последний штурм города. Но псковичи устояли и на сей раз. 1 декабря 1581 г. Баторий не выдержал и покинул лагерь под Псковом.
29 октября 1581 г. Иван IV по совету Поссевино принял важное решение: отдать Баторию Ливонию в обмен на захваченные польским королем русские города, за исключением Полоцка. На этих условиях и было подписано десятилетнее перемирие в Яме-Запольском.
Со Швецией война продолжалась, т. к. еще осенью 1581 г. шведами были захвачены Корела, Нарва, Копорье. Россия стремилась вернуть эти крепости. Однако сил уже не хватало. 10 августа 1583 г. на реке Плюсса было заключено перемирие. Шведы удержали за собой Эстляндию и захваченные ими города.
Итак, Ливонская война не далаа России доступа к торговым путям на Балтике и в итоге являлась для страны поражением.
Иван Грозный сумел сделать все возможное для выхода России на морские просторы. Таким «окном» в Европу стало Белое море. В устье Северной Двины, в Архангельске, стал действовать морской торговый порт.
Ливонская война во многом сказалась на внутреннем состоянии государства.
Однако поражение в Ливонской войне отчасти компенсировалось успехами, достигнутыми на востоке. В последние годы царствования Ивана IV началось присоединение Сибири.